EM MIL de segundos em 28 de abril, uma poderosa explosão de ondas de rádio atingiu a Terra, iluminando radiotelescópios na América do Norte. Agora, os astrônomos rastrearam a fonte desse estranho sinal – e os resultados podem revelar a tão procurada causa de alguns dos mais misteriosos sinais cósmicos já registrados.
Em três estudos publicados hoje na revista Nature, um grupo internacional de cientistas identificou a explosão como uma rápida explosão de rádio, um flash extremamente intenso de ondas de rádio que dura não mais do que alguns milissegundos.
Telescópios já captaram essas explosões antes, mas sempre de fora de nossa galáxia. Os pesquisadores se perguntaram por anos o que poderia causar essas explosões efêmeras, mas poderosas, com especulações que vão desde estrelas explodindo a tecnologias alienígenas.
Agora sabemos que pelo menos uma fonte é provavelmente um objeto estelar exótico chamado magnetar: um tipo de jovem estrela de nêutrons que sobrou após a explosão de uma grande estrela que tem um campo magnético extremamente poderoso.
“Quando olhei os dados pela primeira vez, congelei e fiquei basicamente paralisado de empolgação”, disse o estudante de pós-graduação da Caltech Christopher Bochenek, principal autor de um dos estudos, em uma coletiva de imprensa na segunda-feira.
O novo sinal é a primeira rajada rápida de rádio localizada em uma fonte específica, proporcionando uma oportunidade única de finalmente estudar um desses flashes cósmicos em detalhes.
“Isso nos dá um novo controle sobre as teorias dos progenitores explosão rápida de rádio”, disse a astrofísica Amanda Weltman, da Universidade da Cidade do Cabo, que não estava envolvida nos estudos, por e-mail.
Procurando rajadas na escuridão
Descobertos em 2007, rajadas de rádio rápidas são extremamente difíceis de estudar porque acabam muito rapidamente. No início, alguns cientistas duvidavam que fossem genuinamente do espaço e não um sinal mal identificado de uma fonte na Terra, como fornos de microondas.
Em 2013, a descoberta de mais quatro explosões confirmou suas origens cósmicas – e aprofundou seu mistério. Três anos depois, os astrônomos anunciaram a descoberta de uma fonte repetida, que eles foram capazes de rastrear até uma galáxia a mais de 2,6 bilhões de anos-luz da Terra.
Agora, os astrônomos encontraram mais de uma centena de rajadas rápidas de rádio – cerca de 20 delas se repetindo.
Como as explosões são tão curtas e suas fontes estão muito distantes, os astrofísicos têm se esforçado para descobrir o que desencadeia essas intensas explosões de rádio. Mas em 27 de abril, dois telescópios espaciais da NASA captaram rajadas de raios-x e raios gama emanando de um magnetar na Via Láctea chamado SGR 1935 + 2154. No dia seguinte, radiotelescópios baseados em terra no hemisfério ocidental captaram um sinal do mesmo objeto.
O telescópio CHIME do Canadá – que é composto por mais de mil antenas de rádio dispostas como enormes halfpipes de metal – foi o primeiro a detectar a explosão de rádio vinda do mesmo pedaço do céu que o magnetar. A equipe do CHIME imediatamente enviou um alerta aos astrônomos ao redor do mundo, encorajando-os a virar seus telescópios em direção ao objeto.
O sinal também atingiu o STARE2, um conjunto de radiotelescópios de baixa tecnologia – cada um feito de um tubo de metal e duas formas de bolo – espalhados pela Califórnia e Utah. Bochenek, que projetou o STARE2 e conduziu sua análise, diz que a explosão de rádio foi tão intensa que o receptor de um celular 4G teoricamente poderia tê-lo captado.
Ver os raios-X e as explosões de rádio no mesmo pequeno pedaço do céu vinculou fortemente a rápida explosão de rádio ao magnetar – o primeiro elo entre esse tipo misterioso de sinal e um objeto celestial específico.
Decodificando a explosão misteriosa
O sinal do magnetar é a explosão de rádio mais energética já registrada em nossa galáxia. Mas, em comparação com outras rajadas de rádio rápidas, esta foi realmente fraca, com cerca de um milésimo da energia da rajada típica de fora da Via Láctea.
Os pesquisadores dizem que esperam que rajadas mais fracas sejam disparadas com mais frequência do que rajadas mais fortes; simplesmente não podemos detectá-los se estiverem muito longe. Em conjunto, os novos estudos sugerem fortemente que pelo menos algumas das explosões de rádio distantes também vêm de magnetares.
“Não acho que possamos concluir que todas as explosões de rádio rápidas vêm de magnetares, mas com certeza, nossos modelos que têm magnetares como a origem das explosões de rádio rápidas são muito prováveis”, disse Daniele Michilli do CHIME, pós-doutoranda na Universidade McGill em Montreal, disse na coletiva de imprensa.
As explosões de rádio mais brilhantes, por exemplo, podem ser produzidas por outros objetos que não magnetares, acrescenta Weltman.
Os dados também podem ajudar a refinar as teorias de como os magnetares podem produzir rajadas de rádio rápidas. Em uma revisão também publicada na Nature, o astrofísico Bing Zhang, da Universidade de Nevada, em Las Vegas, descreveu os dois cenários mais atraentes.
Em um, explosões de partículas ejetadas da superfície do magnetar colidem em velocidades extremas com os detritos circundantes, criando um turbilhão quente e altamente magnetizado que pode emitir raios-x e ondas de rádio. No outro, rajadas de rádio rápidas se formam à medida que as linhas do campo magnético superintenso do magnetar se enredam e se desconectam, liberando grandes quantidades de energia no processo.
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No entanto, Zhang e seus colegas também descobriram que as condições por trás de uma explosão rápida de rádio são um tanto raras. Horas antes do estouro de 28 de abril, a equipe estava monitorando o magnetar com o radiotelescópio FAST da China, a maior antena parabólica do mundo. Mas FAST não viu nenhuma explosão rápida de rádio vindo do magnetar, apesar do objeto emitir 29 flashes de raios-x enquanto eles observavam.
Na coletiva de imprensa, Zhang apontou que faria sentido que os magnetares liberassem rajadas de rádio rápidas apenas raramente. Se cada explosão magnetar que emitia raios-x também gerasse explosões de rádio, os astrônomos esperariam ver de cem a mil vezes mais deles do que eles viram até agora.
Para Weltman, o futuro do campo é tão brilhante quanto o rádio explode sozinho. Redes globais de telescópios estão preparadas para captar mais dessas intensas ondas, tanto dentro quanto fora da Via Láctea. E à medida que rajadas de ondas de rádio atingem periodicamente a Terra, os cientistas as usam para descartar muitas das teorias que descrevem a origem dessas birras cósmicas – uma seleção de ideias que Weltman chama de “a verdadeira beleza da ciência boa e honesta!“
Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante
Fonte: National Geographic
